2021版高考物理一轮复习第十章电磁感应7章末过关检测十含解析.pdf

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1、.章末过关检测 一、单项选择题 1.如图所示为安检门原理图,左边门框中有一通电线圈,右边门框中有一接收线圈工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流,则 A无金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针 B无金属片通过时,接收线圈中的感应电流增大 C有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针 D有金属片通过时,接收线圈中的感应电流大小发生变化 解析：选 D.当左侧通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流时,通过右侧线圈的磁通量增大,根据楞次定律可以知道,右侧线圈产生的感应电流方向为逆时针,由于磁场是均匀增大,则产生的感应电流为恒定的,故 A、B 错误；当有金属片通过时,接收

2、线圈中磁通量仍然增大,故产生的感应电流方向仍然为逆时针,但是由于金属片中也要产生感应电流,所以接收线圈中的感应电流大小发生变化,故 C 错误,D 正确 2.如图,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过 现将环从位置释放,环经过磁铁到达位置.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2,重力加速度大小为g,则 AFT1mg,FT2mg BFT1mg,FT2mg CFT1mg,FT2mg DFT1mg,FT2mg 解析：选 A.金属环从位置靠近磁铁上端,因产生感应电流,故阻碍相对运动,知金属环与条形磁铁相互排斥,故绳的拉力FT1mg.同理,当金属环离开磁

3、铁下端时,金属环与磁铁.相互吸引,因而绳的拉力FT2mg,故 A 正确 3.自 1932 年磁单极子概念被狄拉克提出以来,不管是理论物理学家还是实验物理学家都一直在努力寻找,但迄今仍然没能找到它们存在的确凿证据近年来,一些凝聚态物理学家找到了磁单极子存在的有力证据,并通过磁单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象,这使得磁单极子艰难的探索之路出现了一丝曙光如果一个只有 N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈,则从上向下看,这个线圈中将出现 A先是逆时针方向,然后是顺时针方向的感应电流 B先是顺时针方向,然后是逆时针方向的感应电流 C逆时针方向的持续流动的感应电流 D顺时针方向的持

4、续流动的感应电流 解析：选 C.N 极磁单极子穿过超导线圈的过程中,当磁单极子靠近线圈时,穿过线圈的磁通量增加,且磁场方向从上向下,所以由楞次定律可知感应电流方向为逆时针；当磁单极子远离线圈时,穿过线圈的磁通量减小,且磁场方向从下向上,所以由楞次定律可知感应电流方向为逆时针,因此线圈中产生的感应电流方向不变 由于超导线圈中没有电阻,因此感应电流将长期维持下去,故 A、B、D 错误,C 正确 4.A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成,它们的半径之比rArB21,在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直于两导线环所在的平面,如图所示在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的

5、过程中,下列说法正确的是 A两导线环内所产生的感应电动势相等 BA环内所产生的感应电动势大于B环内所产生的感应电动势 C流过A、B两导线环的感应电流的大小之比为 14 D流过A、B两导线环的感应电流的大小之比为 11 解析：选 A.某一时刻穿过A、B两导线环的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁通量,设磁场区域的面积为S,则BS,由E错误!错误!S,对A、B两导线环,有错误!1,A 正确,B 错误；I错误!,R错误!,l2r,所以错误!错误!错误!,C、D 错误 5.如图所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方固定一根与导线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流 释

6、放导线框,它由实线位置下落到虚线位置未发生转动,在此过程中 A导线框中感应电流的方向依次为 ACBAABCAACBA B导线框的磁通量为零时,感应电流为零 C导线框所受安培力的合力方向依次为向上向下向上 D导线框所受安培力的合力为零,做自由落体运动 解析：选 A.根据右手螺旋定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外,下方的磁场方向垂直于纸面向里,而且越靠近导线磁场越强,所以闭合导线框ABC在下降过程中,导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大,当增大到BC边与导线重合时,达到最大,再向下运动,导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零,然后随导线框的下降,导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大,当增大

7、到A点与导线重合时,达到最大,继续下降时由于导线框逐渐远离导线,使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小,所以根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化,所以感应电流的磁场先向里,再向外,最后向里,所以导线框中感应电流的方向依次为ACBAABCAACBA,A 正确；当导线框内的磁通量为零时,内部的磁通量仍然在变化,有感应电动势产生,所以感应电流不为零,B 错误；根据对楞次定律的理解,感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动,由于导线框一直向下运动,所以导线框所受安培力的合力方向一直向上,不为零,C、D 错误 6.如图所示,光滑斜面的倾角为,斜面上放置一矩形导体线框abcd,ab边

8、的边长为l1,bc边的边长为l2,线框的质量为m,电阻为R,线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连,重物质量为M.斜面上ef线的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B,如果线框从静止开始运动,进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的,且线框的ab边始终平行于底边,则下列说法正确的是 A线框进入磁场前运动的加速度为错误!B线框进入磁场时匀速运动的速度为错误!C线框做匀速运动的总时间为错误!D该匀速运动过程中产生的焦耳热为l2.解析：选 D.由牛顿第二定律得,Mgmgsin a,解得线框进入磁场前运动的加速度为错误!,A 错误；由平衡条件,Mgmgsin F安0,F安BIl1,I错误!,E

9、Bl1v,联立解得线框进入磁场时匀速运动的速度为v错误!,B 错误；线框做匀速运动的总时间为t错误!错误!,C 错误；由能量守恒定律,该匀速运动过程中产生的焦耳热等于系统重力势能的减小量,为l2,D 正确 二、多项选择题 7.半径为a右端开小口的导体圆环和长为 2a的导体直杆,单位长度电阻均为R0.圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O开始,杆的位置由确定,如图所示则下列说法正确的是 A0 时,杆产生的电动势为 2Bav B错误!时,杆产生的电动势为错误!Bav C0

10、时,杆受的安培力大小为错误!D错误!时,杆受的安培力大小为错误!解析：选AD.开始时刻,感应电动势E1BLv2Bav,故A正确；错误!时,E2B2acos错误!vBav,故 B 错误；由L2acos,EBLv,I错误!,RR02acos a,得在0 时,F错误!错误!,故 C 错误；错误!时F错误!,故 D 正确 8.一质量为m、电阻为r的金属杆ab,以初速度v0从一对光滑的平行金属导轨底端向上滑行,导轨平面与水平面成 30角,两导轨上端用一电阻R相连,如图所示,磁场垂直导轨平面向上,导轨的电阻不计,金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v,则 A向上滑行的时间小于向下滑行的时

11、间 B向上滑行的过程中电阻R上产生的热量小于向下滑行的过程中电阻R上产生的热量 C向上滑行的过程中电阻R上产生的热量大于向下滑行的过程中电阻R上产生的热量 D金属杆从开始上滑至返回出发点的过程中,电阻R上产生的热量为错误!m 解析：选 AC.对金属杆受力分析知,金属杆沿导轨平面向上运动时所受安培力沿导轨平面向下,沿导轨平面向下运动时所受安培力沿导轨平面向上,其上滑过程的加速度大于下滑过程的加速度,因此向上滑行的时间小于向下滑行的时间,则向上滑行过程的平均速度大,感应电流大,安培力做的功多,R上产生的热量多,B 错,A、C 对；由能量守恒定律知回路中产生的总热量为错误!m,D 错 9.如图所示,

12、一 U 形金属导轨竖直倒置,导轨间距为L,磁感应强度的大小.为B的匀强磁场与导轨平面垂直一阻值为R、长度为L、质量为m的导体棒在距磁场上边界h处静止释放 导体棒进入磁场后速度减小,最终速度稳定时离磁场上边缘的距离为H.导体棒从静止开始运动到速度刚稳定的整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻下列说法正确的是 A整个运动过程中回路的最大电流为错误!B整个运动过程中导体棒产生的焦耳热为mg错误!C整个运动过程中导体棒克服安培力所做的功为mgH D整个运动过程中回路电流的功率为错误!错误!R 解析：选 AB.由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,产生的感应电流最大,设最

13、大速度为vm.对于自由下落的过程,根据机械能守恒定律得：mgh错误!mv错误!,感应电流的最大值为：Im错误!错误!,代入解得：Im错误!,故 A 正确设导体棒匀速运动的速度为v,则有：mgBILBL错误!,解得：v错误!.设整个运动过程中导体棒产生的焦耳热为Q,根据能量守恒定律得：Qmg错误!mv2,可解得：Qmg错误!.根据功能关系可知：导体棒克服安培力所做的功等于导体棒产生的焦耳热,也为mg错误!,故 C错误,B 正确导体棒匀速运动时电流为：I错误!,此时回路电流的功率为：PI2R错误!错误!R.由于导体棒先做减速运动,电流减小,功率减小,故 D 错误 三、非选择题 10.为了判断线圈绕

14、向,可将灵敏电流计 G 与线圈L连接,如图所示 已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计 G 左端流入时,指针向左偏转 将条形磁铁 N 极向下从线圈上方竖直插入L时,发现指针向左偏转俯视线圈,其绕向为_ 当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,指针向右偏转俯视线圈,其绕向为_ 解析：将磁铁 N 极向下插入L时,根据楞次定律L的上方应为 N 极 由电流计指针向左偏转,可确定L中电流由b端流入,根据安培定则,俯视线圈,电流为逆时针,线圈绕向为顺时针 将磁铁远离L,由楞次定律,线圈L上方仍为 N 极,由于此时电流计指针向右偏转,可确定L中电流由a端流入根据安培定则,俯视线圈,电流为逆时针,线圈绕向也

15、为逆时针 答案：顺时针 逆时针 11某兴趣小组用电流传感器测量某磁场的磁感应强度实验装置如图甲所示,不计电.阻的足够长光滑平行金属导轨竖直放置在匀强磁场中,导轨间距为d,其平面与磁场方向垂直电流传感器与阻值为R的电阻串联接在导轨上端质量为m、有效阻值为r的导体棒AB由静止释放沿导轨下滑,该过程中电流传感器测得电流随时间变化规律如图乙所示,电流最大值为Im.棒下滑过程中与导轨保持垂直且接触良好,不计电流传感器内阻及空气阻力,重力加速度为g.求该磁场磁感应强度大小；求在t1时刻棒AB的速度大小；在 0t1时间内棒AB下降了h,求此过程电阻R产生的电热 解析：电流为Im时棒做匀速运动,对棒：F安BImd,F安mg,解得B错误!.t1时刻,对回路有EBdv,Im错误!,解得v错误!.电路中产生的总电热：Qmgh错误!mv2,电阻R上产生的电热：QR错误!Q,解得QR错误!错误!.答案：错误!错误!错误!错误!